比特幣挖礦的目標值是怎麼來的
比特幣最吸引人的是挖礦。為什麼采礦如此迷人？因為挖礦可以得到比特幣。在寫這篇文章的時候，比特幣的價格是3900美元。如果能挖到一個區塊，可以獲得48750美元的開採收入和大約6000美元的交易費收入。這難道不令人著迷嗎？
那麼到底什麼是采礦呢？礦工如何通過挖礦獲得比特幣？這需要從比特幣區塊鏈系統採用的PoW(工作量證明)共識機制說起。
有一個村子，很多事情需要一起決定。比如有一天村長需要所有村民一起決定今天中午在村食堂包餃子還是卷面條。通常我們能想到的方式是投票——每個村民一票，少數服從多數。但是有些村民不願意在食堂吃飯，可能會把自己的票讓給別人，可能會導致不公平。大豎悔畢部分在食堂吃飯的人，可能都實現不了自己的願望。
於是村長換了一種方式。10點50分，他用喊話器向全體村民廣播：「中午我們在食堂選做餃子還是面條。想去食堂吃飯的，就推食堂門口的巨石。11點整，石頭會推到大門東邊，他們中午吃餃子；推余芹到大門西邊，中午吃面。」
於是想在食堂吃飯的人跑去推石頭。貢獻多的人最後實現了願望，貢獻少的人心甘情願，因為村裡一直就是這樣的規矩。
這個故事講述了一種在民眾中達成共識的方式，我們可以稱之為「工作量證明機制」。用努力的多少來證明自己的選擇意願。
在本系列的第一篇文章中，我們討論了可以保持每個人的賬簿一致的區塊鏈系統。這種保持所有節點數據一致的機制稱為共識機制。不同的共識演算法可以達到不同性能的共識效果，最終目的是保持數據一致。
注意第一個，在任何塊中，第一個都沒有轉出地址，也就是所謂的CoinBase (mining transaction)。沒有人付給礦工這些錢，但是礦工只是寫著他們得到了12.5個比特幣。所有節點都同意礦工這樣寫，所以礦工獲得采礦收入。
不同礦工填塊的時候，數據肯定是不一樣的，因為每個礦工的第一條規則肯定是不一樣的，礦工只會把開采所得轉到自己的地址。所以礦工邁克爾的CoinBase是「邁克爾獲得了12.5個比特幣」，礦工南希的CoinBase是「南希獲得了12.5個比特幣」。
每個礦工都填好了自己收集的交易和應該得到的收入。那麼，誰的記錄會得到大家的認可呢？比特幣使用工作量證明機制，讓礦工相互競爭來解決一個數學問題。誰先解決，誰就得到大家的認可。就像開篇故事中講述的那個村莊一樣，每個礦工都在用力推著巨石。一旦石頭壓住了他的賬戶頁面，他喊道：「我的工作量證明是成功的。快來看！」所有的礦工都來了，抄下那一頁賬目，貼在賬本後面，然後開始新的記賬流程。周而復始，生生不息，賬本一頁頁的增加，賬本越來越厚。
當中本聰決定採用工作量認證機制時，出發點是為了避免系統受到攻擊。「中本聰」認為，如果攻擊者想通過搞亂賬本來攻擊，他需要足夠的計算能力。換句話說，他比大多數推石頭的人都厲害。這樣他要付出巨大的成本，但回報不足以抵消成本，所以攻擊者沒有經濟動機去攻擊比特幣系統。
但是，現在由於比特幣的價格越來越高，推石頭的人已經不滿足於自己去推了，而是把家裡的大騾子大馬都派上去幹活了。在「中本聰」最初的設計里，一個CPU一票，用算力來決定哪個礦工記的賬成為最終的賬目。隨著比特幣價格的增高，開始出現了GPU挖礦，後來人們又不滿足於GPU的速度，開始製造專用晶元挖礦。專用晶元在計算比特幣問題的能力上是普通CPU的數萬倍，因此現在比特幣已經不是「一個CPU一票」了，這也背離了當初「中本聰」的設計，比特幣網路已經基本上被幾大礦池所壟斷，背離了去中心化貨幣這一初衷。
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相關問答：顯卡挖礦是什麼意思？為什麼顯卡價格和挖礦有關？
作為一個曾經「夢想一夜暴富，最後血本無歸」的「老礦工」，來回答這個問題，本文盡量用通俗的語言來描述一下挖礦、顯卡挖礦和顯卡價格的一些相關問題。
「挖礦」是什麼意思？
簡單來講，挖礦就是產生數字貨幣的意思，數字貨幣有很多種，包括我們聽到過比特幣、萊特幣、以太坊、幣安幣、狗狗幣等。
這里，我們以比特幣為例，來大致了解一下，比特幣就是一種P2P形式的數字貨幣，P2P的去中心化特性與演算法本身可以確保無法通過大量製造比特幣來人為操控幣值。所以，比特幣其總數量有限，該貨幣系統曾在4年內只有不超過1050萬個，之後的總數量將被永久限制在2100萬個。
但是，與大多數貨幣不前手同，比特幣不依靠特定貨幣機構發行，它依據特定演算法，通過大量的計算機數據計算而產生，每隔一定時間就會通過「挖礦」產生一部分比特幣。
「顯卡挖礦」是什麼意思？
我們知道了「挖礦」的含義，簡單地說，不就是讓電腦進行大量計算嗎？這不正是電腦的長處嗎？
那麼，為什麼「挖礦」總要拿顯卡去挖，更為厲害的CPU，它不能挖嗎？畢竟，顯卡一般都是用來打游戲的，怎麼會和數字貨幣扯上關系呢？
這里就要提到一個詞語：算力。
我們要知道，挖礦最重要的就是電腦硬體的算力大小，相較於CPU的復雜運算，顯卡進行的則是通用計算，往往都會堆疊上千甚至幾千個流處理器。然而正好，挖礦只需要通用計算就能搞定，復雜運算卻完全利用不上，所以，顯卡的另外一個用武之地就是挖礦！
相當於什麼意思呢？舉個例子簡單的例子：我們需要在大量的白紙上面寫上一個數字1，我們安排10個老師和1000個小學生來做這件事，在相同時間內，這1000個小學生的完成量肯定要比10個老師完成的更多，雖然老師能力更強，但是在處理這種簡單事情上，架不住小學生人多啊。
其實，早期的「挖礦」，確實是用CPU來進行的，後來，由於挖礦的難度越來越大，CPU的通用計算你能力已經並無法滿足挖礦的需求了，所以就用到顯卡來挖礦。反而，對於我們平時注重的電腦性能提升的重點硬體CPU和內存要求並不高，有的時候僅僅需要能夠保證運行操系統和相關軟體就行。我當初自己配置的小型礦機，使用的CPU和CPU散熱都是二手貨，內存僅為4GB，使用的硬碟僅為60G，然而搭配的確是6塊顯卡和可以插6塊顯卡的主板。
為什麼顯卡價格和挖礦有關？
關於顯卡的價格與挖礦的關系，一般可以從新顯卡和二手顯卡市場的價格來分別說一下。
第一，新顯卡方面。
其實，新顯卡的價格上漲，主要是在前兩年，最近顯卡價格正在逐漸回落。而當初，顯卡價格上漲跟當時比特幣的市場行情有很大關系。當時的比特幣價格可謂是達到了瘋狂狀態，所以催生了大量的專業「礦工」和「挖礦公司」，當然，也包括大量的像我一樣的「挖礦散戶」。
當時，有媒體報道，有部分地區的網吧竟然關門歇業，戰而進行專業挖礦，其火熱程度可想而知。
後來，由於數字貨幣價格回落，並且相關監管部門對數字貨幣及挖礦項目的規范化管理，行業正逐步回歸理性和正規，加上挖礦行業與環境保護相悖，所以大量的礦工轉行、礦機關閉，同時，相關企業也研發出了專用的挖礦機器，造成顯卡需求持續下降，顯卡價格隨之下降。
大量的市場需求，導致顯卡的價格一漲再漲；市場需求降低，顯卡價格也逐步回落，這與市場的供需關系和價格浮動是相匹配的。
第二，二手顯卡方面。
挖礦用的顯卡，我們俗稱礦卡。隨著礦機對顯卡的大量需求，二手顯卡也被很多礦工所青睞；但又隨著大量礦機關閉，大量礦卡肯定流入二手市場，而很多良心人士，是不建議普通用戶購買二手礦卡的。所以，顯卡二手市場的的價格也就隨著挖礦行業的行情變化而變化。
舉個真實的例子，AMD曾推出了一款顯卡叫Radeon Ⅶ，於2019年2月發布，7月份停產，發布時價格僅為5000多。但是，在停產一年半過後，其二手價格竟高達8000元左右，而這僅僅是由於這塊顯卡各方面的性能數據更加有利於挖礦。
總體而言，顯卡挖礦就是一種利用顯卡本身的優勢來進行數字貨幣的生產，而挖礦行業的興衰，就直接影響了顯卡價格的波動。
在此，奉勸還未進入而又想進入「礦圈」的普通玩家，放棄吧，因為有可能，下一個「血本無歸」的，就是你！
B. 什麼是比特幣挖礦難度如何調整原理是什麼
比特幣挖礦難度(Difficulty)，是對挖礦困難程度的度量，挖礦難度越大，挖出區塊就越困難。目標值(Target)與挖礦難度成反比。難度越高，目標值越小。而難度目標是目標值通過轉化得到，是一個只有 4 個位元組的欄位(為了便於理解，本文將難度目標等同目標值處理)。比特幣系統正是通過調整區塊頭中難度目標來控制挖出區塊所需平均時間的。
目標值是個長度為 256 比特的字元串，換句話說目標值約有 2^256 種可能的取值。調整難度目標就是調整目標值在整個輸出空間的佔比。
舉例說明：挖礦就如射擊，所有射出去的子彈都會落在一個很大的靶子上。難度目標就是這個大靶子上圈出一個范圍，這個范圍越小，被射中的難度就越高。調節難度目標，就是調節這個圈在整個靶子上的佔比。
挖礦算力增大，單位時間射擊的次數就越多，目標范圍被射中所需的時間就越短。反之，挖礦算力減小，目標范圍被擊中所需的時間就越長。而比特幣系統追求的平均出塊時間為 10 分鍾，這時候就需要調整難度目標來實現。
02 如何調整難度目標？
比特幣系統是怎樣調整難度目標的呢？在《白話區塊鏈入門 080 | 數說比特幣，了解 比特幣 必須知道這 10 個數字》一文中，我們介紹了比特幣系統每過 2016 區塊(大約為 14 天時間)，會自動調整一次難度目標。所有區塊高度為 2016 整數倍的區塊，系統就會自動調整難度目標。如果上一個難度目標調整周期(也就是之前 2016 個區塊)，平均出塊時間大於 10 分鍾，說明挖礦難度偏高，需要降低挖礦難度，增大難度目標(准確地說是目標值);反之，前一個難度目標調整周期，平均出塊時間小於 10 分鍾，說明挖礦難度偏低，需要縮小難度目標。
03 難度目標的可調范圍
比特幣系統設定，難度目標上調和下調的范圍都有 4 倍的限制。舉例說明：假設上一個難度目標調整周期內的 2016 個區塊，由於算力暴漲，只用 7 天就全部挖出來了，通過難度目標調整，將難度目標縮小一倍，可以將平均出塊時間維持在 10 分鍾左右，但如果算力暴漲，前 2016 個區塊全部挖出只用了 1 天，那麼難度目標最小隻能調整為原來的四分之一。
04 總結
比特幣的算力是持續波動的，比特幣系統通過難度目標的調整，使得平均出塊時間維持在 10 分鍾左右。難度目標和挖礦難度成反比，挖礦難度越大，難度目標越小。當區塊高度為 2016 的整數倍時，比特幣系統就會在該區塊上，自動調整難度目標。如果上一個難度目標調整周期內，平均出塊時間超過 10 分鍾，那麼降低挖礦難度，增大難度目標;反之則提高挖礦難度，減小難度目標。難度目標上調和下調的范圍都有 4 倍的限制。
比特幣每 2016 個區塊(大約 14 天)調整一次挖礦難度，相比於 BCH 每個區塊都調整(大約 10 分鍾調整一次)，有明顯的滯後性。你認為是哪種調整方式更合理呢？為什麼呢？歡迎在留言區分享你的觀點。
C. 比特幣挖礦的難度和算力
難度是對挖礦困難程度的度量，即指：計算符合給定目標的一個HASH值的困難程度。
difficulty = difficulty_1_target / current_target
difficulty_1_target 的長度為256bit， 前32位為0， 後面全部為1 ，一般顯示為HASH值：， difficulty_1_target 表示btc網路最初的目標HASH。 current_target 是當前塊的目標HASH，先經過壓縮然後存儲在區塊中，區塊的HASH值必須小於給定的目標HASH, 區塊才成立。
例如：如果區塊中存儲的壓縮目標HASH為 0x1b0404cb , 那麼未經壓縮的十六進制HASH為
所以，目標HASH為0x1b0404cb時， 難度為：
比特幣的挖礦的過程其實是通過隨機的hash碰撞，找到一個解 nonce ，使得 塊hash 小於 目標HASH 值。 而一個礦機每秒鍾能做多少次hash碰撞， 就是其「算力」的代表， 單位寫成 hash/s 或者 H/s
算力單位：
比特幣系統的難度是動態調整的， 每挖 2016 個塊便會做出一次調整， 調整的依據是前面2016個塊的出塊時間， 如果前一個周期平均出塊時間小於10分鍾，便會加大難度， 大於10分鍾，則減小難度，目的是為了保證系統穩定的每過 10分鍾 產出一個塊，所以難度調整的時間大概是2周（2016 * 10 分鍾）
全網算力是btc網路中參與競爭挖礦的所有礦機的算力總和。當前難度周期全網算力會影響下一個周期的難度調整， 如果全網算力增加，挖礦難度增大，單台礦機固定時間的產出就會減少。目前全網算力大概是24.42EH/s， 一台螞蟻S9礦機的算力大概是14TH/s
那麼， 已知當前全網算力，下一個周期難度將如何調整呢？
根據公式：
因為出塊時間要穩定在10分鍾， 也就是600s:
那麼，在3.46e+12的難度下， 一台算力為14TH/s的礦機平均要花多長時間才能出一個塊呢？
根據公式：
有：
結果大概是12270天
D. 比特幣的挖礦到底在計算什麼
比特幣的挖礦計算其實就是大家一起做數學題，題干是需要被記錄的交易，大家通過做題搶奪記賬權，搶到的礦工就能獲得系統獎勵和交易手續費。比特幣用的SHA256演算法的特點是已知答案驗證正確很容易，但是要得到答案非常麻煩，需要一個一個數字去試。最先得到答案的礦工大家就都認可他是搶到了記賬權，獎勵就歸他了。大家繼續搶下一題的記賬權。簡單來說這些計算的意義只在於保證整個系統的穩定安全，並沒有更多的意義。
把比特幣看作是計算的副產品是不全面的，比特幣的產生發行、比特幣鏈上所有的交易流通、比特幣系統的穩定性，都是計算的目的，是一體的。當然除了維護這個系統之外，的確並沒有產生其他的價值和產物。這也是比特幣被指責不環保浪費資源的一個黑點。總的來說，比特幣作為一個里程碑式的區塊鏈數字貨幣，其源於大量的算力投入和用戶信任的巨大價值。這一點還是毋庸置疑的。
E. 比特幣挖礦的原理是什麼
比特幣挖礦是利用計算機硬體為比特幣網路做數學計算進行交易確認和提高安全性的過程。
F. 比特幣挖礦是隨機獲取到的嗎
可以說是隨機的，但是如果只是說隨機就能獲取，這樣的說法也不準確。首先來說說如何通過挖礦來獲得比特幣？
根據比特幣基本演算法，比特幣每10分鍾產生1個區塊，每個區塊里有N個比特幣作為報酬，這個區塊包含了最近10分鍾所有的比特幣交易信息。
製造比特幣的過程叫做「挖礦」，在這個過程中，計算機吧最近收到的賬單打包在剛製造的區塊里，這個打包的過程即製作的過程，只有極其稀少的幾率被製造成功。一旦製造成功，你就把這個區塊廣播出去，這就意味著，你獲得了這個區塊的N個比特幣作為報酬。
那麼N是多少呢？根據比特幣演算法，在比特幣發布之日起的頭4年裡，N = 基礎報酬(50個比特幣) + 交易報酬(過去10分鍾內整個比特幣網路耗費的交易手續費，前面已經說過，每筆比特幣交易會消耗0.001比特幣作為報酬給挖礦的人)，每隔4年，N的基礎獎勵將減少一半，也就是說，頭4年為50，第5-8年為25，第9-12年為12.5，以此類推。而隨著比特幣越來越普及，交易越來越頻繁，N的交易獎勵會逐漸增加。
從2013年5月起，比特幣正式進入了第5年，因此到2017年5月之前，每個區塊的報酬N為25+交易報酬。
註：實際上，比特幣挖礦的用戶數量非常龐大，而每10分鍾產出的比特幣又十分有限，因此挖礦的難度已經是非常非常大了，如果你擁有性能強勁的顯卡，那麼會有一定的收益，如果你的顯卡不好，那麼你可能需要耗費N個小時才可以獲得一點點比特幣。
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H. 詳解比特幣挖礦原理
可以將區塊鏈看作一本記錄所有交易的公開總帳簿（列表），比特幣網路中的每個參與者都把它看作一本所有權的權威記錄。
比特幣沒有中心機構，幾乎所有的完整節點都有一份公共總帳的備份，這份總帳可以被視為認證過的記錄。
至今為止，在主幹區塊鏈上，沒有發生一起成功的攻擊，一次都沒有。
通過創造出新區塊，比特幣以一個確定的但不斷減慢的速率被鑄造出來。大約每十分鍾產生一個新區塊，每一個新區塊都伴隨著一定數量從無到有的全新比特幣。每開采210,000個塊，大約耗時4年，貨幣發行速率降低50%。
在2016年的某個時刻，在第420,000個區塊被「挖掘」出來之後降低到12.5比特幣/區塊。在第13,230,000個區塊（大概在2137年被挖出）之前，新幣的發行速度會以指數形式進行64次「二等分」。到那時每區塊發行比特幣數量變為比特幣的最小貨幣單位——1聰。最終，在經過1,344萬個區塊之後，所有的共20,999,999.9769億聰比特幣將全部發行完畢。換句話說， 到2140年左右，會存在接近2,100萬比特幣。在那之後，新的區塊不再包含比特幣獎勵，礦工的收益全部來自交易費。
在收到交易後，每一個節點都會在全網廣播前對這些交易進行校驗，並以接收時的相應順序，為有效的新交易建立一個池（交易池）。
每一個節點在校驗每一筆交易時，都需要對照一個長長的標准列表：
交易的語法和數據結構必須正確。
輸入與輸出列表都不能為空。
交易的位元組大小是小於MAX_BLOCK_SIZE的。
每一個輸出值，以及總量，必須在規定值的范圍內 （小於2,100萬個幣，大於0）。
沒有哈希等於0，N等於-1的輸入（coinbase交易不應當被中繼）。
nLockTime是小於或等於INT_MAX的。
交易的位元組大小是大於或等於100的。
交易中的簽名數量應小於簽名操作數量上限。
解鎖腳本（Sig）只能夠將數字壓入棧中，並且鎖定腳本（Pubkey）必須要符合isStandard的格式 （該格式將會拒絕非標准交易）。
池中或位於主分支區塊中的一個匹配交易必須是存在的。
對於每一個輸入，如果引用的輸出存在於池中任何的交易，該交易將被拒絕。
對於每一個輸入，在主分支和交易池中尋找引用的輸出交易。如果輸出交易缺少任何一個輸入，該交易將成為一個孤立的交易。如果與其匹配的交易還沒有出現在池中，那麼將被加入到孤立交易池中。
對於每一個輸入，如果引用的輸出交易是一個coinbase輸出，該輸入必須至少獲得COINBASE_MATURITY (100)個確認。
對於每一個輸入，引用的輸出是必須存在的，並且沒有被花費。
使用引用的輸出交易獲得輸入值，並檢查每一個輸入值和總值是否在規定值的范圍內 （小於2100萬個幣，大於0）。
如果輸入值的總和小於輸出值的總和，交易將被中止。
如果交易費用太低以至於無法進入一個空的區塊，交易將被拒絕。
每一個輸入的解鎖腳本必須依據相應輸出的鎖定腳本來驗證。
以下挖礦節點取名為 A挖礦節點
挖礦節點時刻監聽著傳播到比特幣網路的新區塊。而這些新加入的區塊對挖礦節點有著特殊的意義。礦工間的競爭以新區塊的傳播而結束，如同宣布誰是最後的贏家。對於礦工們來說，獲得一個新區塊意味著某個參與者贏了，而他們則輸了這場競爭。然而，一輪競爭的結束也代表著下一輪競爭的開始。
驗證交易後，比特幣節點會將這些交易添加到自己的內存池中。內存池也稱作交易池，用來暫存尚未被加入到區塊的交易記錄。
A節點需要為內存池中的每筆交易分配一個優先順序，並選擇較高優先順序的交易記錄來構建候選區塊。
一個交易想要成為「較高優先順序」，需滿足的條件：優先值大於57,600,000，這個值的生成依賴於3個參數：一個比特幣（即1億聰），年齡為一天（144個區塊），交易的大小為250個位元組：
High Priority > 100,000,000 satoshis * 144 blocks / 250 bytes = 57,600,000
區塊中用來存儲交易的前50K位元組是保留給較高優先順序交易的。 節點在填充這50K位元組的時候，會優先考慮這些最高優先順序的交易，不管它們是否包含了礦工費。這種機制使得高優先順序交易即便是零礦工費，也可以優先被處理。
然後，A挖礦節點會選出那些包含最小礦工費的交易，並按照「每千位元組礦工費」進行排序，優先選擇礦工費高的交易來填充剩下的區塊。
如區塊中仍有剩餘空間，A挖礦節點可以選擇那些不含礦工費的交易。有些礦工會竭盡全力將那些不含礦工費的交易整合到區塊中，而其他礦工也許會選擇忽略這些交易。
在區塊被填滿後，內存池中的剩餘交易會成為下一個區塊的候選交易。因為這些交易還留在內存池中，所以隨著新的區塊被加到鏈上，這些交易輸入時所引用UTXO的深度（即交易「塊齡」）也會隨著變大。由於交易的優先值取決於它交易輸入的「塊齡」，所以這個交易的優先值也就隨之增長了。最後，一個零礦工費交易的優先值就有可能會滿足高優先順序的門檻，被免費地打包進區塊。
UTXO（Unspent Transaction Output） : 每筆交易都有若干交易輸入，也就是資金來源，也都有若干筆交易輸出，也就是資金去向。一般來說，每一筆交易都要花費（spend）一筆輸入，產生一筆輸出，而其所產生的輸出，就是「未花費過的交易輸出」，也就是 UTXO。
塊齡：UTXO的「塊齡」是自該UTXO被記錄到區塊鏈為止所經歷過的區塊數，即這個UTXO在區塊鏈中的深度。
區塊中的第一筆交易是筆特殊交易，稱為創幣交易或者coinbase交易。這個交易是由挖礦節點構造並用來獎勵礦工們所做的貢獻的。假設此時一個區塊的獎勵是25比特幣，A挖礦的節點會創建「向A的地址支付25.1個比特幣(包含礦工費0.1個比特幣)」這樣一個交易，把生成交易的獎勵發送到自己的錢包。A挖出區塊獲得的獎勵金額是coinbase獎勵（25個全新的比特幣）和區塊中全部交易礦工費的總和。
A節點已經構建了一個候選區塊，那麼就輪到A的礦機對這個新區塊進行「挖掘」，求解工作量證明演算法以使這個區塊有效。比特幣挖礦過程使用的是SHA256哈希函數。
用最簡單的術語來說， 挖礦節點不斷重復進行嘗試，直到它找到的隨機調整數使得產生的哈希值低於某個特定的目標。 哈希函數的結果無法提前得知，也沒有能得到一個特定哈希值的模式。舉個例子，你一個人在屋裡打檯球，白球從A點到達B點，但是一個人推門進來看到白球在B點，卻無論如何是不知道如何從A到B的。哈希函數的這個特性意味著：得到哈希值的唯一方法是不斷的嘗試，每次隨機修改輸入，直到出現適當的哈希值。
需要以下參數
• block的版本 version
• 上一個block的hash值: prev_hash
• 需要寫入的交易記錄的hash樹的值: merkle_root
• 更新時間: ntime
• 當前難度: nbits
挖礦的過程就是找到x使得
SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET
上式的x的范圍是0~2^32, TARGET可以根據當前難度求出的。
簡單打個比方，想像人們不斷扔一對色子以得到小於一個特定點數的游戲。第一局，目標是12。只要你不扔出兩個6，你就會贏。然後下一局目標為11。玩家只能扔10或更小的點數才能贏，不過也很簡單。假如幾局之後目標降低為了5。現在有一半機率以上扔出來的色子加起來點數會超過5，因此無效。隨著目標越來越小，要想贏的話，扔色子的次數會指數級的上升。最終當目標為2時（最小可能點數），只有一個人平均扔36次或2%扔的次數中，他才能贏。
如前所述，目標決定了難度，進而影響求解工作量證明演算法所需要的時間。那麼問題來了：為什麼這個難度值是可調整的？由誰來調整？如何調整？
比特幣的區塊平均每10分鍾生成一個。這就是比特幣的心跳，是貨幣發行速率和交易達成速度的基礎。不僅是在短期內，而是在幾十年內它都必須要保持恆定。在此期間，計算機性能將飛速提升。此外，參與挖礦的人和計算機也會不斷變化。為了能讓新區塊的保持10分鍾一個的產生速率，挖礦的難度必須根據這些變化進行調整。事實上，難度是一個動態的參數，會定期調整以達到每10分鍾一個新區塊的目標。簡單地說，難度被設定在，無論挖礦能力如何，新區塊產生速率都保持在10分鍾一個。
那麼，在一個完全去中心化的網路中，這樣的調整是如何做到的呢？難度的調整是在每個完整節點中獨立自動發生的。每2,016個區塊(2周產生的區塊)中的所有節點都會調整難度。難度的調整公式是由最新2,016個區塊的花費時長與20,160分鍾（兩周，即這些區塊以10分鍾一個速率所期望花費的時長）比較得出的。難度是根據實際時長與期望時長的比值進行相應調整的（或變難或變易）。簡單來說，如果網路發現區塊產生速率比10分鍾要快時會增加難度。如果發現比10分鍾慢時則降低難度。
為了防止難度的變化過快，每個周期的調整幅度必須小於一個因子（值為4）。如果要調整的幅度大於4倍，則按4倍調整。由於在下一個2,016區塊的周期不平衡的情況會繼續存在，所以進一步的難度調整會在下一周期進行。因此平衡哈希計算能力和難度的巨大差異有可能需要花費幾個2,016區塊周期才會完成。
舉個例子，當前A節點在挖277,316個區塊，A挖礦節點一旦完成計算，立刻將這個區塊發給它的所有相鄰節點。這些節點在接收並驗證這個新區塊後，也會繼續傳播此區塊。當這個新區塊在網路中擴散時，每個節點都會將它作為第277,316個區塊(父區塊為277,315)加到自身節點的區塊鏈副本中。當挖礦節點收到並驗證了這個新區塊後，它們會放棄之前對構建這個相同高度區塊的計算，並立即開始計算區塊鏈中下一個區塊的工作。
比特幣共識機制的第三步是通過網路中的每個節點獨立校驗每個新區塊。當新區塊在網路中傳播時，每一個節點在將它轉發到其節點之前，會進行一系列的測試去驗證它。這確保了只有有效的區塊會在網路中傳播。
每一個節點對每一個新區塊的獨立校驗，確保了礦工無法欺詐。在前面的章節中，我們看到了礦工們如何去記錄一筆交易，以獲得在此區塊中創造的新比特幣和交易費。為什麼礦工不為他們自己記錄一筆交易去獲得數以千計的比特幣？這是因為每一個節點根據相同的規則對區塊進行校驗。一個無效的coinbase交易將使整個區塊無效，這將導致該區塊被拒絕，因此，該交易就不會成為總賬的一部分。
比特幣去中心化的共識機制的最後一步是將區塊集合至有最大工作量證明的鏈中。一旦一個節點驗證了一個新的區塊，它將嘗試將新的區塊連接到到現存的區塊鏈，將它們組裝起來。
節點維護三種區塊：
· 第一種是連接到主鏈上的，
· 第二種是從主鏈上產生分支的（備用鏈），
· 第三種是在已知鏈中沒有找到已知父區塊的。
有時候，新區塊所延長的區塊鏈並不是主鏈，這一點我們將在下面「 區塊鏈分叉」中看到。
如果節點收到了一個有效的區塊，而在現有的區塊鏈中卻未找到它的父區塊，那麼這個區塊被認為是「孤塊」。孤塊會被保存在孤塊池中，直到它們的父區塊被節點收到。一旦收到了父區塊並且將其連接到現有區塊鏈上，節點就會將孤塊從孤塊池中取出，並且連接到它的父區塊，讓它作為區塊鏈的一部分。當兩個區塊在很短的時間間隔內被挖出來，節點有可能會以相反的順序接收到它們，這個時候孤塊現象就會出現。
選擇了最大難度的區塊鏈後，所有的節點最終在全網范圍內達成共識。隨著更多的工作量證明被添加到鏈中，鏈的暫時性差異最終會得到解決。挖礦節點通過「投票」來選擇它們想要延長的區塊鏈，當它們挖出一個新塊並且延長了一個鏈，新塊本身就代表它們的投票。
因為區塊鏈是去中心化的數據結構，所以不同副本之間不能總是保持一致。區塊有可能在不同時間到達不同節點，導致節點有不同的區塊鏈視角。解決的辦法是， 每一個節點總是選擇並嘗試延長代表累計了最大工作量證明的區塊鏈，也就是最長的或最大累計難度的鏈。
當有兩個候選區塊同時想要延長最長區塊鏈時，分叉事件就會發生。正常情況下，分叉發生在兩名礦工在較短的時間內，各自都算得了工作量證明解的時候。兩個礦工在各自的候選區塊一發現解，便立即傳播自己的「獲勝」區塊到網路中，先是傳播給鄰近的節點而後傳播到整個網路。每個收到有效區塊的節點都會將其並入並延長區塊鏈。如果該節點在隨後又收到了另一個候選區塊，而這個區塊又擁有同樣父區塊，那麼節點會將這個區塊連接到候選鏈上。其結果是，一些節點收到了一個候選區塊，而另一些節點收到了另一個候選區塊，這時兩個不同版本的區塊鏈就出現了。
分叉之前
分叉開始
我們看到兩個礦工幾乎同時挖到了兩個不同的區塊。為了便於跟蹤這個分叉事件，我們設定有一個被標記為紅色的、來自加拿大的區塊，還有一個被標記為綠色的、來自澳大利亞的區塊。
假設有這樣一種情況，一個在加拿大的礦工發現了「紅色」區塊的工作量證明解，在「藍色」的父區塊上延長了塊鏈。幾乎同一時刻，一個澳大利亞的礦工找到了「綠色」區塊的解，也延長了「藍色」區塊。那麼現在我們就有了兩個區塊：一個是源於加拿大的「紅色」區塊；另一個是源於澳大利亞的「綠色」。這兩個區塊都是有效的，均包含有效的工作量證明解並延長同一個父區塊。這個兩個區塊可能包含了幾乎相同的交易，只是在交易的排序上有些許不同。
比特幣網路中鄰近（網路拓撲上的鄰近，而非地理上的）加拿大的節點會首先收到「紅色」區塊，並建立一個最大累計難度的區塊，「紅色」區塊為這個鏈的最後一個區塊（藍色-紅色），同時忽略晚一些到達的「綠色」區塊。相比之下，離澳大利亞更近的節點會判定「綠色」區塊勝出，並以它為最後一個區塊來延長區塊鏈（藍色-綠色），忽略晚幾秒到達的「紅色」區塊。那些首先收到「紅色」區塊的節點，會即刻以這個區塊為父區塊來產生新的候選區塊，並嘗試尋找這個候選區塊的工作量證明解。同樣地，接受「綠色」區塊的節點會以這個區塊為鏈的頂點開始生成新塊，延長這個鏈。
分叉問題幾乎總是在一個區塊內就被解決了。網路中的一部分算力專注於「紅色」區塊為父區塊，在其之上建立新的區塊；另一部分算力則專注在「綠色」區塊上。即便算力在這兩個陣營中平均分配，也總有一個陣營搶在另一個陣營前發現工作量證明解並將其傳播出去。在這個例子中我們可以打個比方，假如工作在「綠色」區塊上的礦工找到了一個「粉色」區塊延長了區塊鏈(藍色-綠色-粉色)，他們會立刻傳播這個新區塊，整個網路會都會認為這個區塊是有效的，如上圖所示。
所有在上一輪選擇「綠色」區塊為勝出者的節點會直接將這條鏈延長一個區塊。然而，那些選擇「紅色」區塊為勝出者的節點現在會看到兩個鏈： 「藍色-綠色-粉色」和「藍色-紅色」。 如上圖所示，這些節點會根據結果將 「藍色-綠色-粉色」 這條鏈設置為主鏈，將 「藍色-紅色」 這條鏈設置為備用鏈。 這些節點接納了新的更長的鏈，被迫改變了原有對區塊鏈的觀點，這就叫做鏈的重新共識 。因為「紅」區塊做為父區塊已經不在最長鏈上，導致了他們的候選區塊已經成為了「孤塊」，所以現在任何原本想要在「藍色-紅色」鏈上延長區塊鏈的礦工都會停下來。全網將 「藍色-綠色-粉色」 這條鏈識別為主鏈，「粉色」區塊為這條鏈的最後一個區塊。全部礦工立刻將他們產生的候選區塊的父區塊切換為「粉色」，來延長「藍色-綠色-粉色」這條鏈。
從理論上來說，兩個區塊的分叉是有可能的，這種情況發生在因先前分叉而相互對立起來的礦工，又幾乎同時發現了兩個不同區塊的解。然而，這種情況發生的幾率是很低的。單區塊分叉每周都會發生，而雙塊分叉則非常罕見。
比特幣將區塊間隔設計為10分鍾，是在更快速的交易確認和更低的分叉概率間作出的妥協。更短的區塊產生間隔會讓交易清算更快地完成，也會導致更加頻繁地區塊鏈分叉。與之相對地，更長的間隔會減少分叉數量，卻會導致更長的清算時間。